Iskanje hrane v temi zahteva nekaj spretnosti, še posebej, če ste jastreb. Te žuželke drobijo cvetni nektar z dolgim ustjem, ki je podoben velikanski ovinkasti slami - vsi pa lebdijo v zraku, ko njihovi viri hrane vihrajo na vetriču.
Sorodne vsebine
- Čudovita krila Lune Moths vržejo napade Bat
"Vse to na svetlobi, kjer ne bi mogel videti roke pred obrazom, je to izjemno vedenje za žival, ki ima veliko manjše možgane kot grah, " pravi Simon Sponberg, neuromehanist pri Georgia Tech. Zdaj so Sponberg in njegovi sodelavci ugotovili, da so jastrebovi sprejeli nenavaden trik, da bi dosegli takšen podvig čutov: Pri slabi svetlobi lahko žuželke dejansko upočasnijo način, kako njihovi možgani predelajo svetlobo. Medtem ko to pride za ceno - počasnejši reakcijski čas - se žuželke večinoma prehranjujejo s cvetovi, ki se premikajo ravno s pravo hitrostjo.
"Dejansko se izognejo kompromisu, ker dobijo dodatno občutljivost za upočasnitev svojih vizualnih sistemov, vendar ga ne upočasnijo do mesta, kjer bi res slabo ravnali pri sledenju naravnim cvetjem, ki jih skrbijo, " razlaga Sponberg . "Zelo so naravnani na svoje okolje."
Hawkmoths imajo sestavljene oči, sestavljene iz faset, imenovanih ommatidia. Te so zajete v plahtice, ki upogibajo določene valovne dolžine svetlobe, da zadenejo majhne snope vidnih živčnih celic, ki nato pošljejo možgane v možgane. Možgani sestavljajo mozaik iz bogastva signalov, da ustvarijo sliko. V temi se plahtica povleče nazaj in oko absorbira čim več valovnih dolžin svetlobe.
"Mehanizem je drugačen, vendar je učinek nekako podoben povečanju zaslonke fotoaparata, " pravi Sponberg. "Zbira svetlobo v večjem območju prostora, " za svetlejšo sliko. Vendar ta učinek ni dovolj, da moljček resnično vidi v temi. "Omogoča, da molji vidijo približno tisočkrat bolje, kot bi jih lahko videli pri občutljivosti na svetlobo. Toda to je premalo, da bi ga lahko videli ponoči, "pravi Sponberg.
Nekateri nevroznanstveniki so domnevali, da žuželke, ki se večino hranjenja lotijo v mraku, dejansko upočasnjujejo njihovo zaznavanje svetlobe - kar je nekoliko podobno kot upočasnitev hitrosti zaklopa na fotoaparatu, da se slika podaljša. "Žival bi dalj časa vključevala svetlobo, da bi lahko zbrala več svetlobe in bolj občutljiva na slabo osvetljene predmete, " pravi Sponberg.
Za raziskovanje je Sponbergov laboratorij izdelal robotsko cvetje, ki je lahko zasijalo z nadzorovano hitrostjo. Skupina je spremljala, kako se jastrebovi odzivajo na cvetje, ki se giblje z različno hitrostjo in pri različnih svetlobnih stopnjah. Z izračunavanjem reakcijskih časov žuželk so raziskovalci opazili, da se gibanje molja ujema z matematičnimi modeli počasnejše obdelave možganov. V povprečju so se moli na cvetlična gibanja odzivali za 17 odstotkov počasneje v temi. Zdi se, da je sposobnost moljev za sledenje vihravih cvetov omejila na 2 Hertza ali dva vretena na sekundo. Karkoli višjega in so zgrešili svoj cilj, danes poroča ekipa v Science .
Gledano od zgoraj se glog premika z drsečim robotskim cvetjem, ko se prehranjuje. Video je bil upočasnjen štirikrat, da bi bolje videli gibanje molja. (Sponberg Lab, Georgia Tech) Raziskovalci niso ravno prepričani, kateri nevroni se upočasnijo v možganih žuželk. Molje sicer ne spreminjajo načina gibanja, zato se morajo prilagoditve hitrosti dogajati v delu možganov, ki nadzorujejo vid. "Ne le, kako hitro lahko vidijo, temveč, kako hitro lahko pospešujejo naprej in nazaj - kombinacija tako fizike njihovih možganov kot fizike njihovega telesa, " pravi Sponberg.
Je torej omejitev hitrosti moljev poljubna ali ima to v naravi dejanske posledice? Ekipa je izbrala rože, ki so jih obiskovali jastrebi. Zunaj so snemali videoposnetke, kako se rože premikajo in spremljale njihovo hitrost. Rože se ne le zibajo z lepo in stalno hitrostjo. Vendar je ekipa ugotovila, da se rože ne premikajo hitreje kot 2 Hertza, vsaj 90 odstotkov časa, če pihajo na eno stran ali se premikajo naprej in nazaj.
Tokrat, gledan s strani, sokol ob robovi cveti pod slabo svetlobo. Počasnejše gibljive rože so se moljem lažje izsledile. (Sponberg Lab, Georgia Tech) Ko ti molji nasekljajo nektar, rastlino tudi oprašujejo. V igri z opraševanjem se pogosto vidijo vonji in vonji nekaterih rastlin, da bi jih lahko natančno prilagodili čutom svojega prednostnega opraševalca. Novo delo kaže, da je gibanje morda enako usklajeno. Toda, ali je ta cvet ali žuželka ta meja, ostaja nejasno. "Tako ali tako bi bilo težko dokazati, " opozarja Eric Warrant, zoolog z univerze Lund na Švedskem, ki je napisal tudi perspektivni del študije.
Noah Cowan, inženir z univerze Johns Hopkins, ugotavlja, da je razumevanje sovražnega vida in letenja mogoče uporabljati v robotiki. Ugotovitve bi lahko "dale namige o tem, kako zgraditi boljši nadzorni sistem ali sistem letenja, " pojasnjuje.
In z osnovne biološke perspektive je "dejstvo, da se molji upočasnijo ravno toliko, da se še vedno odzovejo na hitrost premikanja cvetov, resnično kul in kaže, kako dobro so se možgani molje prilagodili okolju, " doda Jessica Fox, nevroznanstvenik iz Case Western Reserve, ki ni bil povezan s študijo. Mnogo drugih žuželk mora krmariti v različnih svetlobnih okoljih - od sadnih muh do nočnih čebel in osi. Čeprav te hrošče ne bi prilagodile vizualne obdelave na povsem enak način, je mogoče, da druge živali uporabljajo podobne strategije.
"Jastreb je prva žival, pri kateri smo videli to strategijo, " pravi Fox, "a stavim, da ne bo zadnja."
